[용인=뉴스핌] 우승오 기자 =경희대학교 융합바이오·신소재공학과 유정목 교수 연구팀이 농업 폐기물인 벼 껍질(왕겨)로 친환경 고기능 필름을 개발했다. 필름은 태양광과 자외선을 효과 있게 제어하고 차단 가능해 다양한 광 제어 응용 분야에 활용할 전망이다.

24일 대학 측에 따르면 식물 세포벽을 구성하는 리그노셀룰로오스(Lignocellulose)는 나무, 볏짚, 풀을 비롯해  식물 조직에 대다수에 있어 지구상에서 가장 풍부한 바이오매스로 주목받는다.

경희대 유정목 교수 연구팀이 농업 폐기물을 활용해 리그노셀룰로오스 나노섬유(Lignocellulose Nanofiber)에 기반한 광 제어 필름 개발에 성공했다. 사진은 LCNF 필름의 광 관리 메커니즘 모식도. [사진=경희대]

리그노셀룰로오스 나노섬유는 리그닌과 셀룰로오스 성분을 동시에 함유해 강도와 안정성, 수분 저항성이 우수하고 자외선을 흡수한다.

지금까지는 셀룰로오스를 추출하는 과정에서 리그닌을 제거했지만, 유 교수 연구팀은 리그닌을 제거하지 않고 활용하는 새로운 공정 개발에 착수했다.

연구팀은 벼 껍질에 심층공용융매(Deep Eutectic Solvent)라는 친환경 용매를 이용해 별도의 리그닌 추출 없이도 리그닌 함량을 조절한 리그노셀룰로오스 나노섬유 필름을 개발했다.

필름은 강도와 유연성이 뛰어나고, 자외선 차단 효과와 빛을 산란하는 특성을 갖췄다. 또 리그닌 함량 정도에 따라 필름의 광 투과율, 자외선 차단 성능, 산란도를 정밀하게 조절한다.

개발한 필름은 자외선 마스크로 활용 가능하고, 공정에 사용한 DES 촉매는 재사용이 가능해 공정의 친환경성과 경제성도 확보했다.

유 교수는 "농업 부산물인 왕겨를 고부가가치 나노소재로 전환하는 동시에 친환경 광기능을 갖춘 필름을 저비용으로 제조할 길을 열었다"며 "앞으로 고기능 광 차단 소재, 생분해성 디스플레이 필름, 에너지 효율 건축 자재 같은 다양한 산업 분야로 확장하지 않을까 기대한다"고 했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 재원으로 한국연구재단의 나노·소재기술 개발사업 지원을 받아 수행했다.

연구 성과는 최근 세계에서 저명한 학술지인 'Chemical Engineering Journa'에 온라인 게재했다.

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